Introducción

El aire atmosférico se compone no sólo de gases, sino también de material particulado (PM) y bioaerosoles (^{Haas et al., 2013}). El PM está formado de partículas sólidas y gotitas líquidas que contienen ácidos, químicos orgánicos, metales, tierra o polvo (^{Kumar et al., 2021}); el humo negro del escape de los vehículos, remolinos de polvo recogido por el viento, la ceniza y el hollín proveniente de una fogata, son ejemplos de PM (^{Gupta et al., 2020}). Cuando el PM tiene un diámetro aerodinámico ≤ 10 µm se le denomina PM₁₀ (PM_{2,5 - 10}), esta fracción de partícula generalmente contienen materiales cristalinos y polvo provenientes de carreteras y obras de construcción. Existe una estrecha relación entre las exposiciones altas a PM₁₀ y el aumento de la mortalidad, incluso a concentraciones muy bajas. Entre los diversos peligros del PM₁₀ es que son responsables de diversas alergias y de la propagación de enfermedades respiratorias, cardiopatía isquémica, accidentes cerebro vasculares, cáncer de pulmón y también existe estudios que mencionan a la diabetes y enfermedades neuro degenerativas (^{WHO, 2021}). Si bien las propiedades físicas y químicas de PM₁₀ se han estudiado ampliamente, se sabe mucho menos sobre la relación que existe entre éstos y las concentraciones de hongos en el aire exterior, además, se ha observado que su abundancia relativa coincide con el aumento de las concentraciones de PM₁₀ (^{Cao et al., 2014}). Por lo general, PM₁₀ se mide como la concentración de la masa del material particulado en microgramos por metro cúbico (µg/m³) (^{Kirešová & Guzan, 2022}).

Los bioaerosoles son partículas de origen biológico suspendidos en el aire con un diámetro aerodinámico comprendido entre 0.5 y 100 µm e incluyen bacterias, hongos, virus, polen, etc. (^{Ghosh et al., 2015}). El 80% de los microorganismos transportados por el aire pueden estar adheridos a PM₁₀ en suspensión (Seedorf & Hartung, 2002, citado por ^{Haas et al., 2013}).

El PM y los microorganismos en el aire atmosférico interactúan continuamente y sus concentraciones parecen depender del tamaño de las partículas. Las partículas con un diámetro aerodinámico superior a 5 µm muestran concentraciones de microorganismos significativamente mayores que las más pequeñas (^{Haas et al., 2013}) y de acuerdo a ^{Bardtke et al., (1977}) el 95% de las partículas más pequeñas están libres de microorganismos. Los estudios sobre las concentraciones de hongos en el aire exterior son abundantes, mientras que las comparaciones entre los hongos en el aire y las concentraciones de PM₁₀ son escasos (^{Boreson et al., 2004}).

Estudios previos reportaron que PM₁₀ podría unirse con las esporas de hongos (^{Glikson et al., 1995}) alterando su morfología. La presencia de PM₁₀ en la superficie de las partículas de bioaerosol puede cambiar el patrón de dispersión de los bioaerosoles en el aire al alterar las propiedades aerodinámicas de las partículas (^{Adhikari et al., 2006}). La temperatura y la HR puede afectar la concentración del PM₁₀. Así, ^{Gulshan et al. (2021}) encontraron que la HR del ambiente podría disminuir la concentración del material particulado. En resumen, los bioaerosoles pueden contribuir al PM₁₀ y diferentes componentes de PM₁₀ pueden influir en la generación y dispersión de bioaerosoles; los bioaerosoles y los PM₁₀ están asociados con efectos comunes en la salud respiratoria; y éstos están influenciados por la temperatura y la humedad relativa (^{Adhikari et al., 2006}). El objetivo de este estudio fue examinar la correlación entre PM₁₀, los parámetros meteorológicos y la concentración de esporas fúngicas totales cultivables transportados por el aire en la atmósfera de la Plaza San Martín de Lima.

Materiales y métodos

Resultados y discusión

El presente estudio, por primera vez, determinó la relación que existe entre la concentración de PM₁₀, los parámetros meteorológicos y las concentraciones de esporas de hongos totales en la atmósfera de la Plaza San Martín de Lima.

Se hallaron diferencias significativas (p < 0.05) entre la concentración de PM₁₀ y los meses del año (Figura 1). Las concentraciones más altas del material particulado ocurrieron en los meses de marzo (72.72 µg/m³) y abril (82.75 µg/m³) mostrando diferencias significativas con el resto de los meses: mayo, junio, julio, agosto y setiembre.

Un resumen de la concentración del PM₁₀, concentración de esporas fúngicas totales y las variables meteorológicas se observa en la Tabla 1.

La diversidad y distribución de los hongos aislados en la atmósfera de la Plaza San Martín de Lima ha sido ampliamente discutido en una publicación anterior (^{Ramos & Meza, 2017}).

Respecto al material particulado, los valores más altos de PM₁₀ en el aire exterior de la Plaza San Martín se alcanzaron en los meses de marzo y abril lo que coincide con las concentraciones más altas de esporas totales (Figura 2, Tabla 1). El análisis de correlación de Pearson confirma este resultado, en donde, la concentración de PM₁₀ mostró una fuerte correlación positiva con la concentración de esporas totales (r = 0.643), es decir, la concentración de esporas fúngicas aumentó con un incremento en la concentración del material particulado PM₁₀; aunque no hubo significancia (p > 0.05) (Tabla 2).

Figura 1 Concentración mensual de material particulado PM₁₀ (µg/m³). Las letras diferentes sobre las barras indican diferencias significativas entre los meses a p < 0.05. 

Figura 2 Concentración de material particulado PM₁₀ versus esporas totales (UFC/m³). 

Estos resultados coinciden con ^{Raisi et al. (2013}) quienes encontraron que la concentración de esporas de hongos en el aire mostró una correlación estadística significativa con las concentraciones de PM₁₀, observaron que la concentración de la fracción fúngica transportados por el aire se incrementó con el aumento de la concentración de PM₁₀. ^{Adhikari et al. (2006}), utilizando un análisis de correlación no paramétrica de Spearman, encontraron también una correlación positiva entre los hongos inhalables frente a PM₁₀. ^{Boreson et al. (2004}) hallaron un aumento de la carga biológica (en términos de carga de proteína) a altas concentraciones de PM₁₀. ^{Zhang et al. (2022}) también observaron que el PM₁₀ tuvo una alta correlación positiva significativa (p < 0.01) con la concentración del bioaerosol fúngico. ^{Zhai et al. (2018}) confirman estos resultados al asegurar que los microorganismos del aire coexisten unidos a PM₁₀, mientras que pocos permanecen individualmente. ^{Adhikari et al. (2006)} concluyen, a partir de las correlaciones significativas de los patrones de concentración, que la interacción entre las esporas fúngicas y PM₁₀ es posible y debería investigarse más a fondo.

Respecto a la influencia de las variables meteorológicas sobre la concentración de PM₁₀ (Figura 3) se ha encontrado que existe una fuerte correlación positiva con la velocidad del viento (r = 0.727) (Tabla 2, Figura 3d), aunque no hubo significancia para esta variable climática. La temperatura del aire y el índice UV (Figura 3 a y Figura 3b, Tabla 2) presentaron una alta correlación significativa positiva (p < 0.01) con la concentración de PM₁₀. Con relación a la HR, PM₁₀ presentó una alta correlación significativa negativa (p < 0.05) (Figura 2c, Tabla 2). Estos resultados coinciden con ^{Ediagbonya et al. (2013}) quienes encontraron una correlación positiva entre la concentración de PM₁₀ y la velocidad del viento, esta variable climática es la que determina el tiempo de viaje de los contaminantes desde las fuentes hasta el receptor. Según ^{Hosler (1961}), la persistencia de velocidades de viento inferiores a 3,1m/s suele favorecer la acumulación de contaminantes atmosféricos. ^{Ediagbonya et al. (2013)}, también hallaron una fuerte correlación positiva (r = 0.707) con la temperatura, es decir, una mayor temperatura aumenta la reactividad de los constituyentes gaseosos en el aire atmosférico, lo que da lugar a una mayor producción de material particulado (^{Elminir, 2005}; ^{González-Duque et al., 2015}). En relación a la HR, hallaron una fuerte correlación negativa (r = -0.686), al respecto, el material particulado es higroscópico por naturaleza, a medida que aumenta la humedad relativa, las partículas disminuyen, por lo tanto, cuanto mayor sea la HR, menor será la cantidad de partículas en la atmósfera, debido a que el material particulado aumenta su velocidad de sedimentación y deposición.

Figura 3 Relación entre la concentración de PM₁₀ (µg/m³) y las variables meteorológicas. 

Esta situación también se compara con lo observado por ^{Kliengchuay et al. (2018}), ellos encontraron, utilizando un análisis de correlación de Spearman, una fuerte correlación positiva con la temperatura, lo que indica el importante papel que desempeña la temperatura en el material particulado, también obtuvieron una correlación negativa con HR, lo que sugiere que una HR alta permite la eliminación de PM₁₀ haciendo que las partículas PM₁₀ se depositen al nivel del suelo (^{Kayes et al., 2019}). ^{Jayamurugan et al. (2013}) y ^{Zhang et al. (2022}) también han encontrado correlaciones similares entre la HR y las concentraciones de PM₁₀.

Los parámetros meteorológicos desempeñan un rol importante en la determinación de la prevalencia de PM₁₀ y ejercen un papel crucial en la calidad del aire respirable de los entornos urbanos y rurales (^{Sirithian & Thanatrakolsri, 2022}).

En este estudio se demostró que PM₁₀ ocurrió en altas concentraciones en la atmósfera de la Plaza San Martín de Lima cuando la temperatura fue alta (25.7 °C) (Figura 3a) y la HR fue baja (54%) (Figura 3c). De este modo, la concentración de PM₁₀ fueron más altos durante los meses de marzo y abril; meses en que la temperatura fue más alta, esto implica que especialmente en invierno (julio y agosto) el PM₁₀ fue menos abundante (Figura 2). Estos resultados concuerdan con ^{Adhikari et al. (2006}), quienes encontraron que los niveles de concentración de PM₁₀ fueron más altos en los meses de verano y otoño, similar a los hongos. ^{Kliengchuay et al. (2021}), utilizando la prueba de comparación múltiple de Bonferroni, observaron la mayor concentración de PM₁₀ en el verano. Según el estudio, la concentración media de PM₁₀ fue significativamente mayor durante el verano que durante las estaciones de invierno y de lluvias en un año. ^{Haas et al. (2013}) mencionan que son las plantas industriales, calefacción doméstica y tráfico automotor como el origen de la carga del material particulado respirable PM₁₀. ^{Köck et al. (1998}) reportó que, en áreas de alto tráfico la concentración de esporas fúngicas en el aire fueron muchos más altas que en áreas verdes. ^{Neuberger et al. (2004}) y Ibald^{-Mulli et al. (2002}) encontraron que las finas partículas tienen efecto negativo en las vías respiratorias de los humanos.

Conclusiones

Se estudió la relación que existe entre PM₁₀, las variables meteorológicas y la concentración de esporas fúngicas totales.

La presencia de PM₁₀ en el aire atmosférico de la Plaza San Martín de Lima se ve influenciada por las temperaturas del aire altas y baja HR del aire y, por lo tanto, se presenta en concentraciones más altas durante los meses de marzo y abril en el periodo del presente estudio. La velocidad del viento e índice UV mostraron el mismo comportamiento que la temperatura del aire, es decir, a mayor valor mayor concentración de PM₁₀.

Las concentraciones de esporas fúngicas totales se correlacionaron positivamente con la concentración del PM₁₀, especialmente cuando predominaron altas temperaturas del aire y baja HR. Se puede afirmar que las concentraciones de PM₁₀ en el aire aumentan junto con el incremento de las concentraciones de las esporas fúngicas totales. Se podría concluir que el bioaerosol fúngico se transporta por la atmósfera como parte del material particulado por lo que deben ser considerados a la hora de evaluar la calidad del aire.